Em 2016, o físico Stephen Hawking e o bilionário Yuri Milner revelaram um plano para viajar até as estrelas. O chamado Breakthrough Starshot Project é um programa de $ 100 milhões para desenvolver e demonstrar a tecnologia necessária para visitar um sistema estelar próximo. Os alvos potenciais incluem Proxima Centauri, um sistema a cerca de quatro anos-luz de distância, com vários exoplanetas, um dos quais é semelhante à Terra.
Projeto Breakthrough Starshot
O plano de Hawking e Milner era construir milhares de pequenas espaçonaves do tamanho de um microchip e usar a luz para acelerá-las a velocidades relativísticas - isto é, perto da velocidade da luz. Uma grande frota aumenta as chances de que pelo menos um deles chegue com segurança. Cada "chip estrela" é anexado a uma vela leve do tamanho de uma quadra de badminton e então irradiado com lasers terrestres extremamente poderosos.
Existem muitas vantagens no movimento do laser. O mais importante é que as espaçonaves não precisam de combustível, o que significa que não devem levar cargas extras. Além disso, ao acelerar a vela da luz, você pode acelerar o barco a 20% da velocidade da luz. Nesse cenário, a frota chegará à Proxima Centauri em menos de 30 anos.
Os lasers fantasticamente poderosos necessários para tal missão seriam particularmente difíceis e caros de desenvolver. Surge uma pergunta óbvia: existe outra maneira de atingir velocidades relativísticas?
Hoje temos uma espécie de resposta, graças ao trabalho de David Kipping, astrônomo da Columbia University em Nova York. Kipping surgiu com uma nova forma de estilingue gravitacional, a mesma técnica que a NASA usou para enviar, por exemplo, a espaçonave Galileo para Júpiter. A ideia é acelerar a espaçonave apontando-a para perto de um objeto enorme, como um planeta. Assim, a espaçonave vai tirar parte da velocidade do planeta e acelerar com sua ajuda.
Estilingues gravitacionais funcionam muito bem em corpos grandes. Na década de 1960, o físico Freeman Dyson calculou que um buraco negro poderia acelerar uma espaçonave a velocidades relativísticas. Mas as forças em uma nave espacial se aproximando de tal objeto provavelmente o destruirão.
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Então, Kipping surgiu com uma alternativa inteligente. Sua ideia é direcionar fótons ao redor do buraco negro e então usar a energia extra que recebem para acelerar a vela de luz. “A energia cinética do buraco negro é transferida para o feixe de luz na forma de blueshift e, ao retornar, os fótons não apenas aceleram a espaçonave, mas também adicionam energia a ela”, diz Kipping.
Este processo depende do campo gravitacional extremamente poderoso ao redor do buraco negro. Como os fótons têm uma massa pequena, mas ainda em repouso, esse campo é capaz de capturar a luz em uma órbita circular.
O trabalho de Kipping é baseado em uma órbita ligeiramente diferente, direcionando os fótons emitidos pela espaçonave ao redor do buraco negro e vice-versa - uma espécie de órbita de bumerangue. Durante a viagem, os fótons do bumerangue receberão energia cinética do movimento do buraco negro.
É essa energia que pode acelerar uma espaçonave equipada com uma vela leve apropriada. Kipping chama sua ideia de "motor halo". O motor halo transfere a energia cinética de um buraco negro em movimento para a espaçonave usando a gravidade. Além disso, a espaçonave não consome nenhum de seu próprio combustível neste processo.
Como o motor halo usa o movimento de um buraco negro, ele é mais bem aplicado a binários nos quais um buraco negro orbita outro objeto. Os fótons então recebem energia do movimento do buraco negro nos pontos apropriados de sua órbita.
E tal motor deve funcionar com qualquer massa que seja significativamente menor que a massa do buraco negro. Kipping diz que mecanismos do tamanho de planetas são possíveis com ele. Assim, uma civilização suficientemente avançada pode viajar em velocidades relativísticas de uma parte da galáxia para outra, saltando de um sistema binário de buracos negros para outro. “Uma civilização avançada poderia usar o conceito de vela leve para atingir velocidades relativísticas e movimentos extremamente eficientes”, diz ele.
O mesmo mecanismo também pode desacelerar a espaçonave. Portanto, é provável que esta civilização avançada procure pares de sistemas binários com buracos negros que atuarão como aceleradores e moderadores.
A Via Láctea contém cerca de 10 bilhões de sistemas binários de buracos negros. Mas Kipping observa que provavelmente haverá apenas um número limitado de trajetórias que os unem, então essas rodovias interestelares provavelmente serão muito valiosas.
Claro, a tecnologia necessária para explorar este conceito está atualmente fora do alcance da humanidade. Mas os astrônomos devem ser capazes de descobrir onde as melhores rodovias estelares estão localizadas, bem como procurar por tecnossinaturas de civilizações que podem explorá-las.
Ilya Khel
